Magno A. P. Ramalho Mônica C. Ferreira Vinícius T. Andrade Gustavo S. Martins
Araxá, 2011
Apresentação • Breve relato do passado do melhoramento do Café no Brasil; • Fundamentos para se conduzir um programa de melhoramento; • Discussão de uma proposta de um programa de melhoramento do Cafeeiro;
• Cultivares
obtidas
por
seleção de Linhas Puras: Maragogipe Bourbon Amarelo Caturra Vermelho Mundo Novo Damaha et al. (2008)
Melhoramento do Cafeeiro no Brasil
• Trabalho do IAC:
Dr. Alcides Carvalho, reconhecido melhorista de cafĂŠ
Carvalho et al. (1981) citado por Mendes et al. (2008)
• Caráter: produção de grãos de café por área.
• Fenótipo Genótipo + Ambiente + Interação G x A.
O GENÓTIPO, O QUE É? É o resultado da ação de um gene ou um conjunto de genes. O O QUE SÃO OS GENES? O conceito de gene vem se alterando com o avanço do conhecimento da molécula de DNA.
Conceito de Gene
Evolução do conceito de gene: Mendel e a redescoberta de seus trabalhos Publicação de “Versuche über
Pflanzenhybriden” por Gregor Mendel (1866) ou a submissão do manuscrito (1865)
Fatores mendelianos:
“determinantes de características particulares e da herdabilidade de tais características num organismo”
Conceito de Gene Redescoberta das leis de Mendel – 1900 1902: Bateson - cunhou o termo genética
Hugo de Vries
Carl Correns
Erich von TschermakSeysenegg
“ Any particle to which the properties of a mendelian factor may be attributed.” Johannsen, 1909
Conceito de Gene
1909 – 1953 1920. THOMAS HUNT MORGAN Associou o gene ao cromossomo 1953. WATSON & CRICK Estrutura da molécula de DNA
Conceito de Gene
1953 – 2000
Relação 1 : 1 : 1 Um gene : uma proteína : uma função
Conceito de Gene
1953 – 2000 A população mundial passou de 2,5 bilhões para 6,0 bilhões. Foi necessário enorme esforço para a produção de alimentos atender toda a demanda. O emprego da irrigação, fertilizantes, mecanização aliado ao melhoramento genético, permitiu que todo o alimento necessário fosse produzido. Até aqui o melhoramento foi realizado praticamente sem utilizar-se dos conhecimentos moleculares do gene ( Duvick et al., 2004).
Conceito de Gene
2000 – 2011 “ SEQUENCIAMENO DO GENOMA” Principal constatação: Maior número de proteínas do que genes. A relação 1 : 1 : 1 nem sempre ocorre. Um gene : uma cadeia polipeptídica : uma função
A relação é mais complexa.
Conceito de Gene Fatores de Transcrição
Promotor
Reforçador
-
Íntrons
Enhancer
Éxons
Regulador
Sequências de terminação 3’
Início do sítio de transcrição 5’
(Snustad e Simons, 2003)
Conceito de Gene Evolução do conceito de gene e suas implicações no melhoramento de plantas “Seleção
fenotípica não deve sofrer grandes alterações. Porque mesmo sem manusear diretamente o genótipo procura identificar indivíduos/progênies com melhor fenótipo para condição ambiental em que a seleção é direcionada devido a ação dos genes/alelos e dos fatores que regulam expressão.” (Lee, 2006)
Conceito de Gene Evolução do conceito de gene e suas implicações no melhoramento de plantas
Conclusão “As evidências do conceito de gene disponível comprovam o que a experiência do passado mostrou, a seleção deve ser realizada pelo fenótipo nas condições em que a planta será cultivada no futuro.”
Conceito de Gene • A produção do fenótipo é muito mais complexa do que se imaginava; • A utilização de técnicas biotecnológicas no melhoramento é mais difícil do que se supunha; • É
preciso
continuar
investindo
conhecimentos básico de ação dos genes;
em
• É muito provável que para os próximos anos
a
seleção
de
plantas
via
melhoramento dito convencional, ainda será a principal alternativa para se produzir novas cultivares de café, melhor do que as já existentes.
Qual
a
dificuldade
do
melhoramento? Reduzir ao máximo o efeito do ambiente e da interação na expressão fenotípica, ou seja, ter no fenótipo um bom representante do genótipo.
Melhoramento do Cafeeiro • O melhoramento do cafeeiro é demorado? • É possível ter progresso genético anualmente?
Proposta de condução do programa de melhoramento do cafeeiro • Obtenção da população base: Cruzar as 10 melhores linhagens disponíveis atualmente
Fazer “Top cross”
L1, L2... L10
Formação da população base
Top Cross
Formação da população base
POPULAÇÃO BASE
Melhoramento do Cafeeiro
População Base •População originada de “Top Cross”.
Melhoramento do Cafeeiro
•1000 plantas; •Melhores 500 indivíduos - Seleção 50%; •Obtenção de 3 mudas/planta selecionada para compor a F3.
Melhoramento do Cafeeiro
•1500 plantas; •Obtenção de 3 mudas/planta selecionada para compor a F4.
Melhoramento do Cafeeiro
•4.500 plantas; •3 locais; •Seleção das 300 melhores plantas para formação das progênies F4:5.
Melhoramento do Cafeeiro
•300 progênies de 1 planta/parcela; •10 repetições; •3 locais;
Melhoramento do Cafeeiro Como selecionar os melhores progênies F4:5? • Utilizar dados
• Como analizar?
F4:5 - 2 colheitas F3:4 - 4 colheitas F2:3 - 6 colheitas F2 - 8 colheitas
Melhoramento do Cafeeiro
•150 progênies com 5 plantas/parcela; •5 repetições;
Melhoramento do Cafeeiro Como selecionar as melhores progênies F4:6? • Utilizar dados
• Como analizar?
F4:6 - 4 colheitas F4:5 - 6 colheitas F3:4 - 8 colheitas F2:3 - 10 colheitas F2 - 12 colheitas
Melhoramento do Cafeeiro
SĂntese dos resultados
Melhoramento do Cafeeiro Continuidade do processo – 4 anos após o ínicio da etapa anterior: • Continuar cruzando BOM x BOM. • Linhagens provenientes de outros programas, fontes de resistência e prôgenies que destacaram no início da etapa anterior. • Repete-se o processo e a cada 4 anos tem-se linhagens em condição de serem recomendadas como cultivares.
Melhoramento do Cafeeiro Sugestão de alguns trabalhos básicos que poderão ser gerados a cada ciclo: • Avaliar a eficiência da Genômica Ampla.
• Comparar métodos de seleção. • Comparar interações Genótipos x Anos vs. Genótipos x Locais.
Melhoramento do Cafeeiro •Avaliar eficiência de seleção visual para produtividade e outras caracteres.
• Comparar eficiência do BLUP com outros métodos.
• Estimar Herdabilidade realizada.
Melhoramento do Cafeeiro • Avaliar eficiência da seleção precoce. • Comparar metodologias de análises de dados: - Médias móveis - Análise de variância (Anava) - Análise sequencial • Estimar componentes de variância genética. • Avaliar alternativas de escolha de populações. E mais uma centena de alternativas.....
Melhoramento do Cafeeiro
COLOQUE
SUA
CABEÇA
PRA FUNCIONAR!!!
Se você trabalha com perenes, pense perenemente!!! Na certa, você irá evoluir Profissionalmente e o agronegócio café prosperará cada vez mais!!!